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机电工程技术
机电工程技术

阮毅

月刊

1009-9492

edit@china-meet.cn

020-38730145 38731502

510635

广州市天河北路663号

机电工程技术/Journal Mechanical & Electrical Engineering Technology
查看更多>>本刊创始于1971年，是中国核心期刊、《CAJ－CD规范》执行优秀期刊、广东省机械工程学会会刊、中国学术期刊综合评价数据库源刊，由广东省机械研究所、广东省机械工程学会、广东省机械技术情报站主办。本刊全面分析、报道机电工业领域的行业动态、先进技术、市场趋势及供求信息，面向中国机电企业高级管理层、企业规划和生产设计部门技术人员、产品和市场部门经理、院校师生，为机电工业领域的决策者及有关人士提供最新的管理经验与技术。
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    基于无人机快速抓拍与人脸识别的露天矿山安全预警技术进展

    崔年生唐鹏郑晓东王振宇...
    59-65页
    查看更多>>摘要：无人机技术与人脸识别技术的快速发展，为露天矿山安全管理工作中及时发现"违章作业"提供了有效的技术手段，有助于改进露天矿山作业现场的安全管理。通过无人机实时监控，能够有效识别作业人员未佩戴安全帽、车辆插队、人员进入特殊管控区等异常情况，并且通过与人脸识别技术相结合能够快速确认作业人员身份，从而及时地进行预警和干预，减少安全事故的发生。与传统的人工巡查方式相比较，无人机巡查具有覆盖范围、路径灵活等优势，能够与自动化图像分析相结合，降低人工监控的工作量，提升安全风险行为识别的准确性和及时性。这些技术手段的应用，有助于形成提升企业整体管理水平。从违章行为的识别和违章人员识别两方面综述了基于无人机快速抓拍与人脸识别的露天矿山安全预警技术进展，希望可以推动无人机和人工智能技术在露天矿山领域的应用。

    无人机实时监控识别安全检查人工智能

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    基于运动规划的柔性平台往复运动控制研究

    李国鑫郑军杨志军
    66-70页
    查看更多>>摘要：柔性平台是一种高速精密运动平台，由于系统中存在柔性铰链，会产生较大的非线性，传统PID算法的控制性能无法充分发挥，影响柔性平台在往复运动中的跟踪精度。因此设计了3 阶S规划与自抗扰控制算法(ADRC)相结合的方法，该方法的关键在于引入运动规划，使系统输入信号更加平滑，不仅可以实现在快速变化的点位上平稳过渡，还能够提高系统的稳定性。同时，ADRC控制利用扩张状态观测器(ESO)的估计和补偿能力，有效地抵消了非线性对系统的影响，进一步提升了运动平台的跟踪性能和精度。这种方法可以有效应对系统的各种不确定性和外部扰动，提高系统的稳定性和控制性能。最后，通过150 μm行程的往复运动实验进行了验证，在同样运用3 阶S规划的情况下，PID因为系统存在非线性而控制性能较差;ADRC提高了系统的估计补偿能力，实现了精密定位。相比PID，ADRC的50 Hz往复运动最大跟踪误差降低了 42。1%，75 Hz往复运动最大跟踪误差降低了38。3%。

    柔性铰链运动规划自抗扰控制扩张状态观测器

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    基于扰动观测器的宏微复合平台的推力波动补偿研究

    丁恒马平
    71-76页
    查看更多>>摘要：宏微复合平台多采用直线电机作为宏动台，而直线电机的推力波动作为直线电机的固有属性，会对整个宏微复合平台的定位精度以及宏微切换启动行程产生影响。为降低微动台启动行程与宏微复合平台的定位误差，先采用模糊前馈的控制方法降低宏动台定位误差，减少微动台启动行程。在此基础上对宏动台直线电机的推力波动，采用扰动观测器(DOB)对推力波动进行补偿，研究补偿前后对宏微切换启动行程与宏微平台定位精度的影响。通过仿真表明使用DOB补偿宏动台的推力波动，能够降低宏微启动时微动台的运动行程200 nm，能够使宏微复合运动平台的定位误差降低150 nm。实验结果表明，补偿宏动台推力波动会降低宏微切换时的微动台启动行程300 nm，降低了宏微复合平台的定位误差150 nm，进入1μm误差带的时间减少了0。014 s。说明采用DOB对推力波动进行补偿能够提高宏微复合平台的性能。

    宏微复合平台推力波动扰动观测器补偿

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    基于轻量级神经网络的端子排文本检测

    黄辉谭晓茵孙梦雪舒展...
    77-80页
    查看更多>>摘要：针对目前深度学习方法对端子排检测精度低且模型庞大，难以在移动端部署，进而无法实现工业化应用的问题，提出一种基于轻量级神经网络的端子排文本检测模型。首先，对PSENet改进主干网络，提出一种提取融合图像特征与边缘特征的主干网络，提高特征的表达能力;其次，提出一种联合空间注意力与嵌入位置信息的通道注意力的机制，增强对重要信息的提取能力;最后，对特征金字塔网络进行轻量化改进，降低参数量。在端子排标签数据集上测试得出结果:相比于PSENet模型，改进后的模型精确率上升了3%，F1-score上升了1。5%，模型大小降低了37。72%。通过实验对比，该模型相比于其他主流模型精确率和轻量化水平显著提高，研究结果可在移动端上为检测端子排标签提供技术支持。

    文本检测注意力机制深度可分离卷积MobileNet边缘检测算法

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    深度学习与特征多尺度融合的PCB表面缺陷检测

    江跃龙吕超鑫唐鹤芳
    81-85页
    查看更多>>摘要：印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)作为电子设备的核心，其性能和可靠性对电子产品至关重要。鉴于传统检测方法在效率和准确性上的局限性，旨在通过技术创新显著提升PCB缺陷检测的性能。为此，构建了YOLOv8-Defect模型，该模型在YOLOv8 的基础上进行优化，包括引入SEAttention机制、Soft-NMS算法和Wise-IoU技术，并对C2f架构进行了升级至C3 架构。通过先进的数据增强技术和模型训练策略，YOLOv8-Defect在检测PCB表面缺陷方面实现了性能的显著提升。实验结果表明，该模型不仅能够高效地识别电路板上的微小缺陷，还能实现实时监控，确保了检测过程的连续性和即时性。研究成果不仅为工业质量检测领域带来了创新的解决方案，也彰显了深度学习技术在解决实际工业挑战中的巨大应用潜力，为电子设备质量和生产效率的提高提供了坚实的技术支撑。

    数据增强PCB表面缺陷特征多尺度融合YOLOv8-DefectWise-IoU深度学习

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    基于CEC2014基准测试集的和声搜索算法研究

    赵瑞壮李泓进林初欣陈泽世...
    86-91页
    查看更多>>摘要：作为一种基于群体的智能优化算法，和声搜索算法(Harmony Search，HS)因其具有控制参数少、健壮性强、结构简单等优点，引起了众多研究人员的广泛关注。然而随着研究工作的不断深入，和声搜索算法存在过早收敛、容易陷入局部最优的不足。因此，国内外许多研究人员提出了一系列的改进和声搜索算法。按照改进思路从改进控制参数的设置方法、改进HS的搜索算子与结合其他算法的优化方法3 个方面，对现有的改进和声搜索算法进行归纳总结。此外，基于CEC2014 基准测试集设计对比实验来比较5 种具有代表性和声搜索算法的性能表现。根据实验结果，分析了5 种具有代表性和声搜索算法在单峰、多峰、混合和组合函数上的性能表现，并给出了5 种具有代表性和声搜索算法在不同函数类型工程优化问题上的建议。

    和声搜索算法参数策略搜索算子

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    基于时域有限差分的地下管线探测数值模拟

    吕雅琪程晓文饶奔煌许耀凯...
    92-95,112页
    查看更多>>摘要：探地雷达作为一种无损检测手段广泛应用于地下管线探测，能快速探测到地下管线的位置、埋深及管径情况，给工程施工带来极大便利。然而高频雷达波波长短、介质吸收强烈，使得探测剖面较为复杂，探地雷达对地下管线的探测效果也因管线材质和天线频率而不同。为了提高探测的效果和解释的准确性，采用基于时域有限差分的gprMax开源代码对地下管线探测进行数值模拟。在天线频率400 MHz，圆管埋深0。9m工况下，对不同管线材质进行仿真，结果显示，金属圆管反射电场强度是PVC圆管反射的两倍。说明当管线材质与周围介质介电常数差异大时，反射波能量强，雷达剖面结构更清晰。分别对 400、900 和 1 500 MHz天线频率进行仿真，结果表明雷达图的分辨力随着天线频率增加而提升。最后对管内介质分别为空气和水的工况进行仿真，在天线频率400 MHz工况下，管内介质为水的雷达图呈现3 个明显的双曲线，管内介质为空气的雷达图值呈现1 个明显的双曲线，说明电磁波在水中的能量衰减比空气中少。

    时域有限差分地下管线探地雷达数值模拟

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    含残余变形的连续油管下入过程载荷特性分析

    刘超魏文澜白鹏巨姚磊...
    96-101页
    查看更多>>摘要：由于连续油管作业特点使其在入井初始阶段与井壁存在显著的摩阻，从而使作业载荷控制与紧急情况井口截断存在一定的安全风险，此外，研究还发现，连续油管的残余变形不仅影响初始悬重载荷，还会对连续油管在井筒内的运行稳定性产生显著影响。通过合理设计导向架半径，不仅可以减小连续油管的入井摩阻，还能够降低其因残余应力引起的变形累积。同时，导向架半径的优化设计有助于减少作业载荷的不确定性。针对连续油管的地面结构开展了其残余变形及其入井载荷特性研究，建立了理论解析模型。研究结果表明，连续油管的残余变形与井口导向架半径存在相关性。连续油管下入过程中含残余变形的连续油管初始悬重载荷随着导向架弯曲半径的增大而减小，通过控制连续油管的地面导向架半径，能够有效降低其入井摩阻，从而实现对作业安全性的有效提升。

    连续油管残余变形油井管柱力学入井摩阻

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    基于数字孪生的天然气井多源数据融合温度场分析

    胡月魏文澜李玉强樊雪儿...
    102-107页
    查看更多>>摘要：井筒温度场是评估天然气井服役安全的重要参数，其变化直接影响井筒的完整性，由于天然气井生产过程伴随复杂的温度变化，使其全井筒温度场演化分析难以获得精确的数值模拟结果。基于天然气井的数字孪生模型，建立了井筒内流体与时变非稳态地层的传热模型，以及井筒内流体温度场的径向传递模型，进而提出了一种井下监测与数值模拟多源数据的融合方法，建立了井下任意数量与位置测点的温度采集数据与温度数值计算的耦合求解模型，实现了在有限监测数据的条件下，全井筒高精度温度场演化分析。多源数据融合方法有效提高了全井筒温度场预测的精度，为有限数据条件下的井筒完整性评估提供了可靠的分析方法，并为天然气井的高效、安全运行提供了技术支持。

    数字孪生温度场模拟多源数据融合井筒传热天然气井

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    工况参数对高速角接触球轴承动态特性的影响

    宋彦辰沈梦雨
    108-112页
    查看更多>>摘要：高速角接触球轴承在航空发动机、高速机床、风力发电机组等众多高速旋转机械中发挥着至关重要的作用。其作为传动和支撑系统的重要组成部分，直接影响着整个设备的运行稳定性和效率。然而，在实际工作中高速角接触球轴承的动态性能往往会受到各种工况波动的影响，而动态性能是衡量其服役性能的关键指标之一。针对工况参数对高速角接触球轴承动态特性的影响展开研究。首先，基于牛顿第二定律建立了高速角接触球轴承的动力学模型，并根据动力学模型计算结果，分析了轴承内圈输入角加速度、库仑摩擦因数对高速角接触球轴承动态性能的影响规律。结果表明:增大轴承内圈输入角加速度与库仑摩擦因数，会增加滚珠与轴承内圈之间接触力与摩擦力矩。

    高速角接触球轴承动态特性动力学模型

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